人教版 高二物理 选修3-2 第四章：4.6-互感与自感 集体备课教案.doc

课题4.6 互感与自感计划课时1主备教师教学内容简析在互感教学中由于互感的教学要求不高，因此只作简单的说明自感电动势是一个抽象的概念，其产生的原因学生较容易接受，但它对电流变化所起的“阻碍”作用、以及自感电动势方向的确定却是教学的一个难点。搞好本节教学关键是做好通电自感和断电自感实验这两个实验。在教学中，要使学生明白自感现象的规律都符合电磁感应现象的一般规律为突出物理教学的新课程理念，突出物理的探究性，本教学设计分别从实验探究及理论探究入手，先观察实验现象（通电实验），分析讨论现象产生的原因再引导学生运用已学过的电磁感应有的关规律对（断电实验）进行理论探究，对可能产生的实验现象作出预测，然后再用实验加以验证这种设计既有利于提高他们分析问题的能力，又有助于对产生自感原因的理解能用电磁感应原理，解释生产和生活中的某些自感现象。学情分析1学生已经掌握变化的磁场可以在另一个线圈内产生感应电动势。2已经知道了楞次定律的内容。教学目标一、知识与技能1知道什么叫互感现象，了解互感的应用与防止；2知道什么叫自感现象，理解它产生的机理和起到的作用；3能够判断自感电动势的方向，并会用它解释一些现象；4知道自感电动势大小的决定因素，知道自感系数的决定因素；5了解自感现象的利与弊及应用与防止。二、过程与方法1通过对两个自感实验的观察、设计与分析，培养学生的观察能力、实验能力和探究能力；2通过亲身感受断电自感的强大电压，加深对知识的理解。三、情感态度价值观1通过师生之间、生生之间互动的过程，激发学生的探究热情，营造科研的氛围；2通过了解自感的应用与防止，体会物理知识与技术的融合之美。教学重点对自感现象的正确解释。教学难点自感电动势的作用。教学方法实验与理论探究；师生、生生互动。教具准备计算机，投影仪。课题引入问题导入提问：在电磁感应现象中，产生感应电流的条件是什么？ 引起回路磁通量变化的原因有哪些？在法拉第的实验中两个线園并没有用导线连接，当一个线困中的电流变化时，在另一个线阐中 为什么会产生感应电动势呢？在电磁感应现象中，要产生电流，必须有感应电动势。这种情况下，哪一种作用扮演了非静电力的角色呢？下面我们就来学习相关的知识。新课教学1、在法拉第的实验中两个线圈并没有用导线连接，当一个线圈中的电流变化时，在另一个线圈中为什么 会产生感应电动势呢？请同学们用学过的知识加以分析说明。（一）互感现象当一个线圈中的电流变化时，它产生的磁场就发生变化.变化的磁场在周围空间产生感生电场，在感生电场的作用下，另一个线圈中的自由电荷定向运动，于是产生感应电动势。当一个线圈中电流变化，在另一个线圈中产生感应电动势的现象，称为互感。互感现象产生的感应电动势，称为互感电动势。利用互感现象，可以把能量从一个线圈传递到另一个线圈，因此互感现象在电工技术和电子技术中有广泛的应用，请大家举例说明。变压器、收音机里的磁性天线。(二)、自感现象我们现在来思考第二个问题：当电路自身的电流发生变化时，会不会产生感应电动势呢？下面我们首先来观察演示实验。【演示实验1】断电自感现象。实验电路如图所示。接通电路，灯泡正常发光后，迅速断开开关，可以看到灯泡闪亮一下再逐渐熄灭。问1：灯泡闪亮一下，说明了什么问题？(引导学生分析得出：灯泡的亮度由其实际功率决定。灯泡闪亮一下，表明在开关断开这一瞬间，灯泡两端的电压比原来大。)问2：在开关断开这一瞬间，增大的电压从哪里来的。(学生一时回答不了。再用实验启发。)【演示实验2】将与灯泡并联的线圈取掉。再演示上述实验，这时灯泡不再闪亮。引导学生分析得出：在开关断开这一瞬间，增大的电压是线圈产生的。问3：线圈本身并不是电源，它又是如何提供高电压的呢？2、分析现象，建立概念 讨论：组织学生讨论。出示实验电路图，引导学生运用已学过的电磁感应的知识来分析实验现象。引导学生将这里的线圈与P5图4.22所示实验中的线圈加以对比。在图4.22所示实验中，线圈本身也不是电源，但在磁铁插入或拔出线圈的过程中，由于线圈中的磁通量发生了变化，故线圈中产生了感应电动势，从而使电路中产生了感应电流。 问：这个实验中，线圈也发生了电磁感应。那么是什么原因引起线圈发生电磁感应呢？ 引导学生进一步分析：问1：开关接通时，线圈中有没有电流？(有电流。)问2：有电流通过线圈时，线圈会不会产生磁场？根据是什么？(线圈会产生磁场。根据电流的磁效应。)问3：既然线圈产生了磁场，那么就有磁感线穿过线圈，线穿过线圈的磁胎量就不等于0。开关断开后，线圈中还有磁通量吗？(没有磁通量了。)问4：所以，在开关断开这一过程中，穿过线圈的磁通量变了吗？如何变化？(变了、从有到无。)问5：穿过线圈的磁通量发生了变化，会发生什么现象？(会发生电磁感应现象，线圈会产生感应电动势。) 讨论小结：开关接通后，线圈中存在稳定的电流，线圈内部铁芯存在很强的磁场，穿过线圈的磁通量很大；在开关断开瞬间，线圈中的电流迅速减小到0，穿过线圈的磁通量也迅速减小到0，使线圈产生感应电动势，这时线圈就相当于一个电源。由于开关断开很快，故穿过线圈的磁通量变化很快，就产生了较大的感应电动势，使灯泡两端的电压增大了。 建立概念：上述现象属于一种特殊的电磁感应现象，发生电磁感应的原因是由于通过导体本身的电流发生变化而引起磁通量变化。这种电磁感应现象称为自感。自感现象：由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象。自感电动势：在自感现象中产生的感应电动势。3、演示实验，强化概念【演示实验3】演示通电自感现象。实验电路如图。开关接通时，可以看到，灯泡2立即正常发光，而灯泡1是逐渐亮起来的。问：为什么会出现这种现象呢？(开关接通时，线圈中的电流从无到有，使得穿过线圈的磁通量从无到有，线圈中产生了自感电动势，使灯1逐渐亮起来。)问：为什么自感电动势不是使灯泡1突然变得很亮，而是使它慢慢变亮呢？4、综合因素，讲解规律教师说明：在自感现象中，自感电动势的产生是由于导体本身的电流发生了变化而引起的，而自感电动势却总是阻碍导体中原来电流的变化的。特点：自感电动势总是阻碍导体中原来电流的变化的。具体而言： 如果导体中原来的电流是增大的，自感电动势就要阻碍原来电流的增大。 I原，则自(I自)与I原相反(引导学生阅读教材P22最后一段对通电自感的解释。) 如果导体中原来的电流是减小的，自感电动势就要阻碍原来电流的减小。 I原，则自(I自)与I原相同5、分析实验，深化理解实验1称为断电自感现象，实验2称为通电自感现象。那么，在实验1中电路接通的瞬间，线圈是否发生自感？在实验2中，把开关断开时，线圈是否发生自感现象呢？(都发生自感。只不过是我们观察不到。)实验2中，如果以很快的频率反复打开、闭合开关，会出现什么现象呢？(灯1 不亮，灯2闪亮。) (二)、自感系数问：感应电动势的大小跟什么因素有关？(感应电动势的大小跟磁通量的变化快慢有关。)自感电动势的大小跟其它感应电动势的大小一样，跟穿过线圈的磁通量的变化快慢有关。而在自感现象中，穿过线圈的磁通量是由电流引起的，故自感电动势的大小跟导体中电流变化的快慢有关。(引导学生阅读教材P24第2、3、4段。) 理论分析表明： =LI/t。L称为线圈的自感系数，简称自感或电感。L的大小跟线圈的形状、长短、匝数、有无铁芯有关。单位：亨利(H) 1H=103mH=106H(三)、自感现象的应用： (日光灯、延时计电器)(四)、磁场的能量提问：在断电自感的实验中，为什么开关断开后.灯泡的发光会持续一段吋间？甚至会比原来更亮？ 试从能量的角度加以讨论论。学生分组讨论。师生共同活动：推断出能量可能存储在磁场中，以上只能是一种推断，电磁场具有能虽还需要进一步的实验验证。 教村谅后一段说.线阁能够体现电的“惯性”，应该怎样理解？电的“惯性大小与什么有关？课堂练习三、课堂练习例1、关于自感现象，正确的说法是：（D）A、感应电流一定和原电流方向相反；B、线圈中产生的自感电动势较大的其自感系数一定较大；C、对于同一线圈，当电流变化越大时，线圈中产生的自感电动势也越大；D、自感电动总是阻碍原来电流变化的。例2、如图所示的电路中，L是一带铁芯的线圈，R为电阻。两条支路的直流电阻相等。那么在接通和断开电键的瞬间，两电流表的读数I1、I2的大小关系是：（B）A、接通时I1<I2，断开时I1>I2； B、接通时I1<I2，断开时I1=I2；C、接通时I1>I2，断开时I1<I2； D、接通时I1=I2，断开时I1<I2。、如图所示，是是电感足够大的线圈，其直流电阻可忽略不计，1和2是两个相同的灯泡，若将电键闭合，等灯泡亮度稳定后，再断开电键，则 (AC)、电键闭合时，灯泡1、2同时亮，然后1会变暗直到不亮，2更亮、电键闭合时，灯泡1很亮，2逐渐变亮.最后一样亮、电键断开时，灯泡2随之熄灭，而1会亮一下后才熄灭、电键断开时，灯泡1随之熄灭，2会更亮后一下才熄灭四、课堂小结作业布置课后作业：第三题预习作业：一、预习内容：4.7 涡流 电磁阻尼和电磁驱动教学疑点研讨在什么情况下灯泡会在断电自感中突然闪亮？备课组： 高二物理组